Aujourd'hui, on n'utilise pas de baromètres à mercure dans l'industrie, mais des capteurs assez modernes et fiables. Leur principe de fonctionnement diffère selon les caractéristiques de conception. Tous présentent à la fois des avantages et certains inconvénients. Grâce au développement de l'électronique, il est possible de réaliser des capteurs de mesure de pression sur des éléments semi-conducteurs.
Que sont les capteurs électroniques ?
Les capteurs de pression électroniques pour l'eau ou tout autre liquide sont des appareils qui vous permettent de mesurer des paramètres et de les traiter avec des unités de contrôle et d'affichage spéciales. Un capteur de pression est un appareil dont les paramètres de sortie dépendent directement de la pression à l'endroit mesuré (réservoir, canalisations, etc.). De plus, ils peuvent être utilisés pour mesurer n'importe quelle substance dans divers états agrégés - liquide, vapeur, gazeux.
La nécessité d'un teldispositifs est causée par le fait que presque toute l'industrie est construite sur des systèmes de contrôle automatique. Une personne effectue uniquement la configuration, l'étalonnage, la maintenance et le démarrage (arrêt). Tout système fonctionne automatiquement. Mais ces appareils sont aussi souvent utilisés en médecine.
Caractéristiques de conception des éléments
Tous les capteurs sont constitués d'un élément sensible - c'est avec son aide que l'effet sur le convertisseur est transmis. Également dans la conception, il y a un circuit pour le traitement du signal et un boîtier. Les types de capteurs de pression suivants peuvent être distingués:
- Piézoélectrique.
- Résistant.
- Capacitif.
- Piezzo résonant.
- Magnétique (inductif).
- Optoélectronique.
Et maintenant, examinons chaque type d'appareil plus en détail.
Éléments résistifs
Ce sont des appareils dans lesquels l'élément sensible change de résistance sous l'influence d'une charge. Une jauge de contrainte est installée sur la membrane sensible. La membrane se plie sous pression, les jauges de contrainte commencent également à bouger. En même temps, leur résistance change. En conséquence, il y a un changement dans l'intensité du courant dans le circuit du convertisseur.
Lors de l'étirement des éléments des jauges de contrainte, la longueur augmente et la section transversale diminue. Le résultat est une augmentation de la résistance. Le processus inverse est observé lorsque les éléments sont compressés. Bien sûr, la résistance change par millièmes d'ohm, donc pour attraper cela, vous avez besoinmettre des amplificateurs spéciaux sur les semi-conducteurs.
Capteurs piézoélectriques
L'élément piézoélectrique est à la base de la conception de l'appareil. Lorsque la déformation se produit, l'élément piézo commence à générer un certain signal. L'élément est installé dans le milieu dont la pression doit être mesurée. Pendant le fonctionnement, le courant dans le circuit sera directement proportionnel au changement de pression.
Ces appareils ont une caractéristique: ils ne vous permettent pas de suivre la pression si elle est constante. Par conséquent, il est utilisé exclusivement dans le cas où la pression change constamment. À une valeur constante de la valeur mesurée, la génération d'une impulsion électrique ne sera pas effectuée.
Éléments résonnants piézo
Ces éléments fonctionnent un peu différemment. Lorsqu'une tension est appliquée, l'élément piézoélectrique se déforme. Plus la contrainte est élevée, plus la déformation est importante. La base du dispositif est une plaque résonatrice en matériau piézoélectrique. Il a des électrodes des deux côtés. Dès qu'une tension leur est appliquée, le matériau se met à vibrer. Dans ce cas, la plaque est pliée dans un sens ou dans l'autre. La vitesse de vibration dépend de la fréquence du courant appliqué aux électrodes.
Mais si une force de l'extérieur agit sur la plaque, alors il y aura un changement dans la fréquence d'oscillation de la plaque. Le capteur de pression d'air électronique utilisé dans les automobiles fonctionne sur ce principe. Il vous permet d'évaluer la pression absolue de l'air fourni au système d'alimentation du véhicule.
Appareils capacitifs
Ces appareils sont les plus populaires,comme ils ont une conception simple, ils fonctionnent de manière stable et sont sans prétention d'entretien. La conception se compose de deux électrodes situées à une certaine distance l'une de l'autre. Il s'avère une sorte de condensateur. L'une de ses plaques est une membrane, la pression (mesurée) agit sur elle. En conséquence, l'écart entre les plaques change (proportionnellement à la pression). De votre cours de physique à l'école, vous savez que la capacité d'un condensateur dépend de la surface des plaques et de la distance entre elles.
Lorsque vous travaillez dans un capteur de pression, seule la distance entre les plaques change - cela suffit amplement pour mesurer les paramètres. Les capteurs électroniques de pression d'huile sont construits exactement selon ce schéma. Les avantages de ce type de structures sont évidents - ils peuvent fonctionner dans n'importe quel environnement, même agressif. Ils ne sont pas affectés par les grandes différences de température, les ondes électromagnétiques.
Capteurs inductifs
Le principe de fonctionnement est similaire à celui des capacités capacitives décrites ci-dessus. Une membrane conductrice sensible à la pression est installée à une certaine distance du circuit magnétique sous la forme de la lettre Ø (une inductance est enroulée autour d'elle).
Lorsqu'une tension est appliquée à la bobine, un flux magnétique est créé. Il passe à la fois le long du noyau et à travers l'espace, la membrane conductrice. Le flux se ferme et, comme l'entrefer a une perméabilité environ 1000 fois inférieure à celle du noyau, même un changement infime de celui-ci entraîne des fluctuations proportionnelles des valeurs d'inductance.
Optoélectroniquecapteurs
Ils détectent simplement la pression, ont une haute résolution. Ils ont une sensibilité et une stabilité thermique élevées. Ils fonctionnent sur la base des interférences lumineuses, en utilisant un interféromètre de Fabry-Perot pour mesurer les petits déplacements. De tels capteurs de pression électroniques sont extrêmement rares, mais ils sont plutôt prometteurs.
Les principaux composants de l'appareil:
- Transducteur optique cristal.
- Ouverture.
- LED.
- Détecteur (composé de trois photodiodes).
Les filtres optiques Faby-Perot, qui présentent une légère différence d'épaisseur, sont fixés sur deux photodiodes. Les filtres sont des miroirs en silicone avec une surface avant réfléchissante. Ils sont recouverts d'une couche d'oxyde de silicium, une fine couche d'aluminium est appliquée en surface. Un transducteur optique est très similaire à un capteur de pression capacitif.
